TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Materie tot leven wekken
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
Voordat het leven bestond op aarde was er alleen maar materie, anorganisch dood "spul". Hoe onwaarschijnlijk is het dat het leven is ontstaan? En zou het gebruik kunnen maken van een ander soort chemie? Met behulp van een elegante definitie van het leven (alles wat zich kan ontwikkelen) houdt chemicus Lee Cronin zich bezig met deze vraag door te proberen een volledig anorganische cel te creëren met behulp van een "Legodoos" van anorganische moleculen - geen koolstof - die kunnen assembleren, repliceren en concurreren.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
0
0
3000
Wat ik in de komende 15 minuten of zo ga proberen te doen
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
is jullie vertellen over een idee
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
van hoe we materie tot leven gaan wekken.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Nu lijkt dit misschien een beetje ambitieus
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
maar als je kijkt naar jezelf, naar je handen,
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
dan besef je dat je leeft.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
Dat is al een begin.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Deze zoektocht begon vier miljard jaar geleden op de planeet Aarde.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
Er bestaat al vier miljard jaar
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
organisch, biologisch leven.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
Als anorganisch chemicus -
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
mijn vrienden en collega's maken dit onderscheid
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
tussen de organische, levende wereld
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
en de anorganische, dode wereld -
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
ga ik proberen jullie enkele ideeën bij te brengen
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
over hoe we anorganische, dode materie kunnen veranderen
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
in levende materie, in anorganische biologie.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
Voor we daarmee beginnen
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
wil ik de biologie een beetje op haar plaats zetten.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
Ik ben helemaal gegrepen door biologie.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Ik ben dol op synthetische biologie.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
Ik hou van dingen die leven.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Ik hou van het manipuleren van de infrastructuur van de biologie.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Maar binnen die infrastructuur
01:12
we have to remember
24
57000
2000
moeten we niet vergeten
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
dat de drijvende kracht van de biologie
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
uit de evolutie voortkomt.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
En evolutie,
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
ook al werd ze ruim 100 jaar geleden naar voren gebracht door Charles Darwin
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
en een groot aantal andere mensen,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
blijft nog steeds een beetje ontastbaar.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
Als ik het over de evolutietheorie van Darwin heb,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
heb ik het over één ding en één ding alleen,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
en dat is “survival of the fittest”.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
Denk hier niet aan evolutie
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
op een metafysische manier.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
Denk over evolutie
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
in termen van concurrerende nakomelingen,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
waarbij sommigen winnen.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
Met dat in gedachten
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
stelde ik me als chemicus
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
de voor de biologie frustrerende vraag:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
wat is de minimale eenheid materie
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
die Darwinistische evolutie kan ondergaan?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
Dit lijkt een nogal diepgaande vraag.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
Als chemicus ben je niet gewend
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
om elke dag diepgaande vragen tegen te komen.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Toen ik erover nadacht,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
besefte ik plotseling
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
dat de biologie ons het antwoord gaf.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
In feite is de kleinste eenheid van materie
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
die onafhankelijk kan evolueren
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
één enkele cel -
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
een bacterie.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
Dit voert tot drie heel belangrijke vragen:
02:19
What is life?
55
124000
2000
Wat is leven?
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
Is biologie speciaal?
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Biologen lijken het te denken.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
Is materie evolueerbaar?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
We gaan deze vragen nu in omgekeerde volgorde beantwoorden.
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
Als we op de derde vraag - is materie evolueerbaar? -
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
een antwoord vinden,
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
dan zullen we weten hoe speciaal de biologie is.
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
En misschien, heel misschien,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
hebben we dan een idee van wat het leven werkelijk is.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Hier is wat anorganisch leven.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
Dit is een dood kristal.
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
Ik ga er iets mee doen
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
en het gaat tot leven komen.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
Je kunt zien
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
dat hier een soort van bestuiven, ontkiemen, groeien optreedt.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
Dit is een anorganische buis.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
Al deze kristallen hier onder de microscoop
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
waren een paar minuten geleden dood en lijken nu levend.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Natuurlijk zijn ze niet in leven.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
Het is een scheikundig experiment, ik heb een kristaltuin gemaakt.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Maar toen ik dit zag, was ik echt gefascineerd,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
omdat het zo levensecht leek.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
Kijk eens op het scherm terwijl ik even pauzeer.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Je kan zien dat er steeds meer architectuur groeit, de leegte wordt opgevuld.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
Dit is dood.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
Dus was ik er zeker van dat
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
als we dingen het leven kunnen laten nabootsen,
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
we ook een stap verder konden gaan.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Laten we eens kijken of we ook echt leven kunnen maken.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
Maar er is een probleem,
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
want tot misschien tien jaar geleden,
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
werd ons verteld dat het leven onmogelijk is
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
en dat we het meest ongelooflijke wonder in het universum waren.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Sterker nog, we waren de enige mensen
03:39
in the universe.
90
204000
2000
in het universum.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
Nu is dat een beetje saai.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Als chemicus
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
wilde ik zeggen: "Wacht even. Wat is hier aan de hand?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
Is het leven zo onwaarschijnlijk?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
Dit is echt de vraag.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Ik denk dat de opkomst van de eerste cellen misschien wel
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
even waarschijnlijk was als de opkomst van de sterren.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
Laten we een stap verder gaan.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Laten we zeggen
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
dat als de fysica van kernfusie
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
gecodeerd is in het universum
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
dan misschien wel de fysica van het leven dat ook is.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
Het probleem met chemici
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
- maar dit is evengoed een enorm voordeel -
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
is dat we ons graag concentreren op onze elementen.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
In de biologie staat koolstof centraal.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
In een universum met koolstof
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
en organische biologie
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
krijgen we deze prachtige diversiteit van het leven.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
Sterker nog, we hebben zulke verbazingwekkende levensvormen die we kunnen manipuleren.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
We zijn erg voorzichtig in het lab
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
om al die diverse biologische gevaren te voorkomen.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
Tja, hoe zit het dan met materie?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Als we materie levend kunnen maken, krijgen we dan te maken met ‘materiegevaren’?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Denk erom, dit is een serieuze vraag.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Als je pen zich zou kunnen repliceren,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
zou dat een probleem kunnen geven.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Dus moeten we anders gaan denken
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
als we dingen tot leven gaan wekken.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
We moeten ons ook bewust zijn van de problemen.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Maar voordat we leven kunnen maken,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
laten we even nadenken over
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
waardoor het leven echt gekenmerkt wordt.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
Vergeef me dit ingewikkelde schema.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Het is slechts een verzameling van de reactieroutes in de cel.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
De cel is voor ons natuurlijk
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
een fascinerend ding.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Synthesebiologen manipuleren ze.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Chemici proberen de moleculen te bestuderen om ziektes te begrijpen.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
En al die reacties verlopen tegelijkertijd.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Je hebt regels.
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
Informatie wordt gekopieerd.
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
Katalysatoren worden gemaakt, dingen gebeuren.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Maar wat doet een cel?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Nou, ze deelt, ze concurreert,
05:24
it survives.
136
309000
2000
ze overleeft.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
Ik denk dat het daar is waar we moeten beginnen
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
met het nadenken over
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
hoe we leven gaan bouwen.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Maar wat anders is nog kenmerkend voor het leven?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Nou, ik zie het graag
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
als een vlam in een fles.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
Hier zien we
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
een beschrijving van hoe individuele cellen
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
repliceren, metaboliseren,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
hun chemicaliën verbranden.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
Dus moeten we begrijpen
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
dat, als we kunstmatig leven gaan maken of de oorsprong van het leven willen begrijpen,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
we het op de een of andere manier van een krachtbron moeten voorzien.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Dus voordat we echt beginnen met leven te maken,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
moeten we denken aan waar het vandaan kwam.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
Darwin zelf mijmerde in een brief aan een collega
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
dat hij dacht dat het leven waarschijnlijk
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
ergens in de een of andere warme kleine vijver ontstaan was -
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
misschien niet in Schotland, misschien wel in Afrika,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
misschien ergens anders.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Maar het eerlijke antwoord is dat we het gewoon niet weten,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
omdat er een probleem is met de oorsprong.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Verbeeld je even terug naar vier en een half miljard jaar geleden.
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
Er is een enorme soep van chemische spul.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
Uit dit spul kwamen we voort.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Als je denkt dat wat ik in de komende paar minuten
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
ga vertellen extreem onwaarschijnlijk is,
06:27
just remember,
164
372000
2000
vergeet dan niet
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
dat ook wij van spul op de planeet Aarde voortkwamen.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
We gingen door een verscheidenheid van werelden.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
De RNA-mensen zouden over de RNA-wereld praten.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
We kregen op de een of andere manier eiwitten en DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Zo kwamen wij tot bij de laatste voorouder.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
Evolutie deed zijn werk - en dat is het coole gedeelte.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
Hier zijn we.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Maar er is een wegversperring waar je niet voorbij kan.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Je kan het genoom decoderen, je kan terugkijken,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
je kunt ons allen aan elkaar koppelen door het mitochondriaal DNA,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
maar we kunnen niet verder dan de laatste voorouder,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
de laatste zichtbare cel
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
waarvan we de DNA-volgorde konden bepalen of terugdenken in de geschiedenis.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
We weten niet hoe we hier zijn geraakt.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Er zijn twee opties:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
intelligent design, direct en indirect -
07:10
so God,
181
415000
2000
dus God,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
of mijn vriend.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Praten over E.T. die ons hier bracht, of een ander soort leven,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
verschuift het probleem alleen maar wat verder.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Ik ben geen politicus, ik ben een wetenschapper.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
Het andere waar we over moeten nadenken
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
is de opkomst van de chemische complexiteit.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Dit lijkt het meest waarschijnlijk.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
We hebben een soort oersoep.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
Die blijkt
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
een goede bron voor alle 20 aminozuren.
07:36
And somehow
192
441000
2000
Op een of andere manier
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
worden deze aminozuren gecombineerd
07:40
and life begins.
194
445000
2000
en het leven begint.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Maar het leven begint, wat betekent dat?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Wat is leven? Wat is dit spul van het leven?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
In de jaren ‘50
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
deden Miller en Urey hun fantastische chemische Frankenstein experiment,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
met een tegenhanger in de chemische wereld.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Ze namen de basisingrediënten, deden ze in een kolf,
07:59
and ignited them
201
464000
2000
verwarmden dat
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
en lieten er elektrische vonken op los.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
Wat vonden ze later in die soep?
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
Aminozuren.
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
Maar geen enkele cel.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Het hele onderzoeksgebied werd op een laag pitje gezet,
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
en weer in gang gezet in de jaren '80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
toen analytische en computertechnologieën opkwamen.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
In mijn eigen laboratorium
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
proberen we anorganisch leven te creëren
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
met behulp van veel verschillende reactietypes.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
We voeren reacties uit -
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
niet in één fles, maar in tientallen flessen
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
en verbinden ze met elkaar,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
zoals je kunt zien in dit stroomsysteem, al die buizen.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
We kunnen het microfluidisch doen, we kunnen lithografisch doen,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
we kunnen het doen in een 3D-printer,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
we kunnen het in druppeltjes voor collega's doen.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
Het belangrijkste is om veel complexe chemie
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
gewoon wat te laten borrelen.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Maar dat zou waarschijnlijk eindigen in mislukking,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
dus moeten we een beetje meer gericht gaan werken.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
Het antwoord ligt, natuurlijk, bij muizen.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Zo herinner ik me wat ik nodig heb als chemicus.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Ik zeg: "Ik wil moleculen."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Maar ik heb stofwisseling nodig, ik heb wat energie nodig.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Ik heb wat informatie nodig en een recipiënt.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Want als ik evolutie wil,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
moeten recipiënten concurreren.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Een recipiënt hebben,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
is als in je auto stappen.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Dit is mijn auto,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
ik ga ermee rondrijden en hem laten zien.”
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
Ik stel me voor dat je iets dergelijks hebt
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
in de cellulaire biologie
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
met de opkomst van het leven.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Al deze dingen samen leveren ons misschien de evolutie op.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
De manier om dit in het laboratorium te testen
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
is door het minimaal te maken.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Wat we gaan proberen te doen
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
is te zoeken naar een Legodoos van anorganische moleculen.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Vergeef de moleculen op het scherm
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
want het is maar een zeer eenvoudig stelletje.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Misschien zijn er slechts drie of vier verschillende types van bouwstenen aanwezig.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
We kunnen ze samen brengen
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
en er letterlijk duizenden en duizenden
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
echt grote nanomoleculaire moleculen mee maken
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
van de grootte van DNA en eiwitten,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
maar er is geen koolstof in te zien.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Koolstof deugt niet.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
Met deze Legodoos
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
hebben we de vereiste diversiteit
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
voor complexe informatieopslag
10:01
without DNA.
254
586000
2000
zonder DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Maar we moeten een aantal recipiënten maken.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
Slechts een paar maanden geleden konden we in mijn lab
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
met deze moleculen cellen maken.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
Je kunt op het scherm zien hoe een cel wordt gemaakt.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
We gaan daar nu wat chemie in steken en wat chemische dingen laten gebeuren in deze cel.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
Alles wat ik wilde laten zien,
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
is dat we met moleculen
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
membranen kunnen maken, in echte cellen,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
en dan te komen tot een soort moleculair darwinisme,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
een moleculair ‘survival of the fittest’.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
Deze film hier
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
toont de concurrentie tussen de moleculen.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Moleculen beconcurreren elkaar voor spul.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Ze zijn allemaal gemaakt van hetzelfde spul,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
maar ze willen dat hun vorm wint.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Ze willen dat hun vorm blijft bestaan.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
Dat is de sleutel.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Als we op een of andere manier deze moleculen kunnen aanmoedigen
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
om met elkaar te praten, de juiste vormen te maken en te concurreren,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
zullen ze cellen beginnen te vormen
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
die zullen repliceren en concurreren.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Als het ons lukt om dat te doen,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
vergeet dan de moleculaire details maar.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Laten we eens uitzoomen naar wat dat zou kunnen betekenen.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
We hebben deze speciale evolutietheorie
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
die alleen geldt voor organische biologie, voor ons.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Als we evolutie zouden krijgen in de materiële wereld,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
dan moeten we een algemene theorie van de evolutie hebben.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
Dat is echt de moeite waard om over na te denken.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Controleert de evolutie
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
de verfijning van materie in het heelal?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Is er een drijvende kracht die door evolutie
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
het materie mogelijk maakt om te concurreren?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Dat betekent dat we dan kunnen beginnen met
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
het ontwikkelen van verschillende platformen
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
om deze evolutie te verkennen.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Stel je voor
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
dat we in staat zouden zijn om een zichzelf onderhoudende kunstmatige levensvorm te creëren,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
dan zou dit ons niet alleen iets vertellen over de oorsprong van het leven,
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
maar ook dat het mogelijk is dat het universum geen koolstof behoeft om te leven.
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
Het kan alles gebruiken.
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
We kunnen dan nog een stap verder en nieuwe technologieën ontwikkelen,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
omdat we dan van softwarecontrole gebruik kunnen maken
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
om evolutie in te coderen.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Stel dat we een kleine cel maken.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
We willen ze in het milieu loslaten
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
en we willen dat ze door de zon zou worden aangedreven.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
We doen ze in een doos met een lichtbron.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
We gebruiken geen ontwerp meer. We zoeken wat werkt.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
We moeten onze inspiratie uit de biologie halen.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Biologie geeft niet om het ontwerp
12:05
unless it works.
306
710000
2000
zolang het maar werkt.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Dit zal de manier veranderen
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
waarop we dingen ontwerpen.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Maar niet alleen dat.
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
We kunnen gaan nadenken over
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
hoe we een symbiotische relatie met de biologie kunnen ontwikkelen.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Zou het niet geweldig zijn
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
als we deze kunstmatige biologische cellen zouden
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
kunnen versmelten met biologische cellen
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
om er tot nog toe onoplosbare problemen mee op te lossen?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
Het echte probleem is dat we in de cellulaire biologie
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
nooit alles zullen begrijpen,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
omdat het een door de evolutie aangebracht multidimensioneel probleem is.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Evolutie kan je niet uiteen rafelen.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
Je moet op een of andere manier de fitheidsfunctie eruit kunnen halen.
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
Het is mijn diepste overtuiging
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
dat, als dit werkt,
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
het concept van het zelfzuchtige gen een niveau omhoog wordt gekrikt.
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
We kunnen dan praten over zelfzuchtige materie.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
Wat betekent dat in een universum
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
waar we op dit moment de hoogste vorm van stof zijn?
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
Je zit op stoelen.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
Ze zijn levenloos, ze leven niet.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
Maar ook jij bent gemaakt van spul, je gebruikt spul
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
en je maakt spul tot slaaf.
13:04
So using evolution
331
769000
2000
Evolutie gebruiken
13:06
in biology,
332
771000
2000
in de biologie,
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
en in de organische biologie,
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
is voor mij heel aantrekkelijk, heel spannend.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
We komen echt heel dicht bij
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
het begrijpen van de belangrijkste stappen
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
om dood spul tot leven te wekken.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
Nogmaals, als je zou denken hoe onwaarschijnlijk dit is,
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
vergeet dan niet dat wij, vijf miljard jaar geleden,
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
hier niet waren en er geen leven was.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
Wat zegt ons dat
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
over de oorsprong en de betekenis van het leven?
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
Als chemicus
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
hou ik me liever niet bezig met algemeenheden.
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
Ik wil nadenken over de bijzonderheden.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
Wat houdt dat in, het leven definiëren?
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
Daar hebben we echt moeite mee.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
Ik denk dat als we anorganische biologie kunnen maken
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
en we materie evolueerbaar kunnen maken,
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
dat dat in feite het leven zal definiëren.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
Daarmee bedoel ik
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
dat materie die kan evolueren, leeft.
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
Dat geeft ons het idee om evolueerbare materie maken.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
Heel hartelijk bedankt.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(Applaus)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
Chris Anderson: Even een vraag over de tijdlijn.
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
Je gelooft dat dit project zal slagen?
14:13
When?
358
838000
2000
Wanneer?
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
Lee Cronin: Veel mensen denken
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
dat het leven miljoenen jaren nodig had om op te starten.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
We denken dat dat moet lukken in slechts een paar uur,
14:22
once we've set up
362
847000
2000
als we eenmaal
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
de juiste chemie hebben gevonden.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
CA: Wanneer denk je dat dat zal gebeuren?
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
LC: Hopelijk binnen de komende twee jaar.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
CA: Dat zou pas een groot verhaal zijn.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(Gelach)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
Hoe groot denk je dat de kans is
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
dat ergens op een andere planeet
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
niet op koolstof gebaseerd leven
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
rondloopt of rondglijdt of zoiets?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
LC: Ik denk dat dat 100 procent is.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
We zijn zo chauvinistisch als het over biologie gaat.
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
Als je koolstof zou wegnemen, kunnen er andere dingen gebeuren.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
Als we leven
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
dat is niet gebaseerd is op koolstof kunnen creëren,
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
kunnen we NASA misschien vertellen wat ze werkelijk moeten zoeken.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
Niet op zoek gaan naar koolstof, maar op zoek gaan naar evolueerbaar spul.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
CA: Lee Cronin, veel geluk. (LC: Heel erg bedankt.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com